Trends in optimaliseren procesinstallaties

Grote stappen in de digitale toekomst

Digitalisering en kunstmatige intelligentie optimaliseren procesinstallaties

Digitalisering en kunstmatige intelligentie zijn megatrends die ook fabrieken mogelijkheden bieden voor besparingen in alle fasen van de levenscyclus van hun procesautomatisering. De eerste digitale hardware, de Festo Motion Terminal VTEM, en de daarbij behorende dashboards zijn al beschikbaar. Dashboards van Festo visualiseren omstandigheden van de installatie. Hiermee staat zelfs kunstmatige intelligentie op het punt realiteit te worden in procesautomatisering.

 VTEM bestaat uit een gescheiden hardware en gebruikerssoftware.Dit concept is te vergelijken met de smartphone die via apps verschillende functies biedt op een gestandadiseerde hardwareplatform. In de VTEM is het met zogenaamde Motion Apps mogelijk om via apps 50 verschillende pneumatische toepassingen uit te voeren. Hiermee verdwijnt de kloof tussen standaardisatie en flexibiliteit. De VTEM is namelijk een combinatie van een mechanisch systeem, elektronica en software. Als basis wordt ventielterminaltechnologie met piëzo-technologie gebruikt, uitgerust met extra sensoren. Apps voor bijvoorbeeld eindpositiedetectie voor aan/uit-proceskleppen maken een eind aan de noodzaak van extra componenten, zoals traditionele eindschakelaardozen voor eindpositiedetectie. Andere voorbeelden zijn de apps 'ECO-beweging' en 'Diagnose lekkage'.

 App verlaagt verbruik perslucht tot 50%

 Bijna iedere ontwerpingenieur hanteert een ruime veiligheidsmarge bij het dimensioneren van pneumatische aandrijvingen voor een installatie. Daardoor hebben de meeste aandrijvingen meer koppel en kracht dan nodig is voor de daadwerkelijke werkslag. Dit is vooral merkbaar in het verbruik van perslucht van installaties die continu in bedrijf zijn. De Motion-app 'ECO-beweging' kan het toegenomen verbruik van perslucht, dat wordt veroorzaakt door de veiligheidsfactor en de grootte van de aandrijving, beperken en de druk in de aandrijving verlagen tot het minimum dat voor de toepassing is vereist. Ervaring leert dat hierdoor energiebesparing tot 50% mogelijk is. 

App diagnosticeert lekkage

 Met de Motion-app 'Diagnose lekkage' kunnen lekkages worden gedetecteerd zonder dat de productie onderbroken hoeft te worden. Dit spaart tijd en geld. Lekken in het persluchtsysteem kunnen bij specifieke aandrijvingen worden gedetecteerd en gelokaliseerd in afzonderlijke diagnostische cycli. Dankzij voorgedefinieerde drempelwaarden is nauwkeurig en preventief onderhoud mogelijk. Intensieve probleemoplossing in uitgebreide netwerken voor perslucht is hierdoor niet meer nodig. Onderhoudspersoneel kan direct beginnen met het oplossen van de lekkages.

Dashboards bieden overzicht

Met de dashboards en de IoT-gateway CPX-IOT van Festo kunnen nu onregelmatigheden in een vroeg stadium worden gedetecteerd en kunnen de benodigde maatregelen worden genomen om systeemuitval te voorkomen. De kant-en-klare, voorgeconfigureerde dashboards van Festo hebben geen extra programmering of installatie van software nodig. De gegevens verbeteren de operationele transparantie voor productiemanagers en operators.

 Verdere verwerking en langetermijnanalyse van gegevens vinden plaats in de cloud. Dashboards van Festo visualiseren de verzamelde informatie. Door de visualisering en verwerking van de gegevens ondersteunt Festo installatiebouwers en eindgebruikers in verschillende stappen. Met als resultaat een verhoogde productiviteit door beter gebruik, lagere kosten door betere energie-efficiëntie en minder onderbrekingen dankzij uitgebreide diagnostiek, conditiemonitoring en verbeterd onderhoud. Operators kunnen de procesbesturingssystemen van hun fabriek met verschillende locaties vergelijken en mogelijkheden voor energiebesparing identificeren. De gegevens kunnen op elk moment worden opgevraagd.

 Pneumatische aandrijvingen besturen - binnenkort met kunstmatige intelligentie Met de plaatsingsfunctie in een gedecentraliseerde besturingseenheid, met andere woorden niet direct aan of in de aandrijving, dienen zich nieuwe mogelijkheden aan voor het gebruik van kunstmatige intelligentie. Dit begint met de gedecentraliseerde automatisering van modulaire installaties. Wanneer gebruik wordt gemaakt van de aanpak MTP (Module Type Package) van ZVEI/NAMUR, kan een module in hogere besturingssystemen eenvoudig worden gevisualiseerd en kan communicatie met weinig extra middelen tot stand worden gebracht.

 De volgende stap is de gedecentraliseerde implementatie van algoritmen in automatisch leren - 'on edge', dat wil zeggen bij de specifieke productiefase die bewaakt moet worden. Door gedecentraliseerd monitoren van aandrijvingskenmerken, zoals druk in de aandrijvingskamers, transportsnelheid en hun correlatie na verloop van tijd, kunnen niet alleen de parameters van de aandrijving zelf worden geanalyseerd, maar ook afwijkingen in het technisch e proces worden gedetecteerd. Dit is de basis voor voorspellendeonderhoudsconcepten en voor gegevensanalyses gericht op optimaliseren van het productieproces. De kunstmatige intelligentie in de modulecontroller detecteert afwijkingen zonder dat aanvullende programmering nodig is.

 De algoritmen worden geleerd op basis van een database voor normale productie, waardoor ze onafhankelijk afwijkingen kunnen detecteren in het productieproces of in de prestaties van de aandrijvingen. Hierdoor kunnen operators problemen op tijd detecteren en ongeplande stilstand door storingen voorkomen.